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馮諾依曼體系結構(計算機的歷史)

Von Neumann架構

The Von Neumann Architecture, created by John von Neumann, is the first written description of how an electronic computer should store and process information. It was published on June 30, 1945, as part of the First Draft of a Report on the EDVAC.

The architecture comprises an ALU (arithmetic logic unit), a single shared 

memory for programs and data,

a single memory businput/output, and a control unit. This fundamental design is still used today in all computers, and in most modern electronic devices.


 

 

馮諾依曼計算機簡稱為EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

EDVAC是世界上第一臺儲存程式計算機(也有說法是電子數字式計算機),成為所有現代計算機的原型和範本

它被建造於 1940年. 它是最早的大型二進位制系統中央處理器計算機,而不是十進位制系統.

建造於19世紀40年代,EDVAC 設計於1944年,在這之前它被安裝在美國軍隊的彈道學研究實驗室,該實驗室建造於1940年8月,位於馬里蘭州

作為一個二進位制序列的計算機,EDVAC用於加工數學的計算,連續的大致記憶體容量是5.5kb,EDVAC被用於作為資料的媒介存貯磁帶,每天執行時間

超過20個小時,EDVAC 於1960年被BRLESC(Ballistic Research Laboratories Electronic Scientific Computer)替換成更大的記憶體和更快的響應時間

馮·諾依曼體制的主要思想包括:
  (1)採用二進位制程式碼形式表示資訊(資料、指令);
  (2)採用儲存程式工作方式(馮·諾依曼思想最核心的概念);
  (3)計算機硬體系統由五大部件(運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置)組成。

這些思想奠定了現代計算機的基本結構,並且開創了程式設計的新時代。

馮·諾依曼對計算機界的最大貢獻在於“儲存程式控制”概念的提出和實現,主要包含以下三個方面的思想。
(1)根據任務編制程式
   計算機對任務的處理,首先必須設計相應的演算法,而演算法是通過程式來實現的,程式就是一條條的指令,告訴計算機按照一定的步驟不斷地去執行。程式中還應提供需要處理的資料,或者規定計算機在什麼時候、什麼情況下從輸入裝置取得資料,或向輸出裝置輸出資料。
(2)將編制好的程式儲存在計算機內部
   計算機只能識別二進位制檔案,也就是一串0和1的組合。我們編寫的程式,不管使用哪種語言,如組合語言、C、JAVA等,最終都要編譯成二進位制程式碼,也就是機器語言,計算機才能夠讀懂和識別,才能按照一條條指令去執行。因此,編寫好的程式最終將變為指令序列和原始資料,儲存在儲存器中,提供給計算機執行。
(3)計算機能夠自動、連續地執行程式,並得到需要的結果
   儲存器就是一個個小房間,並且按照一定的地址進行編號,需要執行的指令和資料都以二進位制程式碼的形式存放在儲存器中。計算機開始執行程式,設定一個程式計數器PC(Program Counter)指向需要執行的指令或者程式碼處,每執行一個位元組的指令,PC計數器自動加1,如果程式需要轉移,PC指向轉移地址處,按照轉移地址讀取後續指令。計算機就是這樣能夠自動地、連續不斷地從儲存器中逐條讀取指令,並且完成相應操作,直到整個程式執行完畢。 自動控制網www.eadianqi.com版權所有

 

相關的一些資料檢視

這裡有一份1945年6月30號的關於EDVAC的草案報告:(First Draft Report on the EDVAC)
http://kczx.hnu.cn/G2S/eWebEditor/uploadfile/20130205212616378.pdf

計算機歷史博物館

https://www.computerhistory.org 

How Computers Work: Dr David Greaves

https://www.cl.cam.ac.uk/~djg11/howcomputerswork/

計算機歷史(這個比較全,包括歷史人物,處理器的歷史,計算機歷史以及記憶體歷史等等)

https://www.computerhope.com/history/index.htm

可以看看視訊

https://www.bilibili.com/video/av500016395/

https://www.bilibili.com/video/BV1ZE4114764/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.3